數(shù)控機床的組成、工作原理與結(jié)構(gòu)特點

1、 前言數(shù)控技術(shù)集傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、成組技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處置技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、液壓氣動技術(shù)、光機電技術(shù)于一體，是現(xiàn)代先進制造技術(shù)的根底和核心。把傳統(tǒng)制造業(yè)推進到了信息化制造時代，是現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化出產(chǎn)的根底，是一種常識密集型和資金密集型的技術(shù)。數(shù)控車床己經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)的必需品。隨著數(shù)控技術(shù)的不竭成熟和開展及市場日益繁榮，其競爭也越來越劇烈，人們對數(shù)控車床選擇也有了更加廣闊的范圍，對的數(shù)控機床技術(shù)的掌握也越來越高。本設(shè)計著重對MJ-520型數(shù)控車床構(gòu)造及性能做初步了解及FANUC-0TE系統(tǒng)程序的編制及加工工藝的應(yīng)用做細致的介紹。數(shù)控加工是機械制造業(yè)中的先進加工技術(shù)，在出產(chǎn)企業(yè)中，數(shù)控機床的使用越來越廣泛。隨著數(shù)控技術(shù)的開展，數(shù)控機床不僅在航空、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，并且也進入了汽車、機床等民用機械制造行業(yè)。目前，在機械制造行業(yè)中，單件小批量的出產(chǎn)所占的比例越來越大，機械產(chǎn)物的精度和質(zhì)量也在不竭的提高。因此，數(shù)控機床被廣泛使用。2、課題的現(xiàn)實意義數(shù)控機床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。因此研究和設(shè)計數(shù)控機床有很強的現(xiàn)實意義。微機控制技術(shù)正在闡揚出巨大的優(yōu)越性。按照教學(xué)要求，結(jié)合本身的資料掌握狀況，選擇數(shù)控機床工藝編程及操作加工作為畢業(yè)設(shè)計課題。畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生必需要經(jīng)歷的一個重要的實踐環(huán)節(jié)。通過本環(huán)節(jié)的熬煉力爭能把以前所學(xué)的常識暢通領(lǐng)悟貫穿，從而到達溫故而知新的目的，提高解決實際工程課題的能力。3、數(shù)控編程的概念眾所周知，在普通機床上加工零件時，一般是由工藝人員按照設(shè)計圖樣事先制定好零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中制定出零件的加工工序、切削用量、機床的規(guī)格及刀具夾具等內(nèi)容。操作人員按工藝規(guī)程的各個步調(diào)操作機床，加工出圖樣所給定的零件。也就是說零件的加工過程是由人來完成的。例如開車、泊車、改變主軸轉(zhuǎn)速、改變進給標(biāo)的目的和速度、切削液的開、關(guān)等都是由工人手工操作的。再有凸輪控制的自動車床或由仿形機床加工零件時，雖然不需要人對它進行操作，但必需按照零件的特點及工藝要求，設(shè)計出凸輪的運動曲線或靠模，由凸輪或靠模控制機床運動，最后加工出零件。在這個加工過程中，雖然防止了操作者直接把持機床，但每一個凸輪機構(gòu)或靠模，只能加工一種零件。當(dāng)改變加工零件時，就要更換凸輪、靠模。因此，只能用于多量量、專業(yè)化出產(chǎn)中。數(shù)控機床和以上兩種機床是不一樣的。它是按照事先便好的加工程序，自動的對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工業(yè)參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)〔主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進給量、背吃刀量等〕以及輔助功能〔換刀、主軸正傳、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等〕，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，然后輸入到數(shù)控機床的系統(tǒng)中，從而指揮機床加工零件。這種從零件圖的闡發(fā)到制成控制介質(zhì)的全部過程叫做數(shù)控程序的編制。從以上闡發(fā)可以看出，數(shù)控機床與普通機床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以到達加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機床出格是用于加工小批量且行裝復(fù)雜、要求精度高的零件。從外不雅看，數(shù)控機床都有CRT屏幕，我們可以從屏幕上看到加工程序、各種工藝參數(shù)等內(nèi)容。從內(nèi)部布局看，數(shù)控機床沒有變速箱，它的主運動和進給運動都是由直流或交流無機變速伺服電動機來完成的。別的，數(shù)控機床一般都有工件測量系統(tǒng)，在加工過程中，可以減少對工件進行人工測量的次數(shù)。數(shù)字控制是用數(shù)字、字母和其他控制字符進行編程，來實現(xiàn)機械設(shè)備自動化的一種形式。號碼，字母和符號是為特定的工作環(huán)境或工作而設(shè)定的一種適當(dāng)?shù)膬?nèi)編碼。按照程序指示的改變，機械的加工也隨之改變方式。更易改寫程序的優(yōu)越性使NC系統(tǒng)更適合加工微小體積的產(chǎn)物。與更換出產(chǎn)設(shè)備比擬，通過編纂新的程序來實現(xiàn)產(chǎn)物的加工要容易得多。4、數(shù)控機床的組成和工作道理數(shù)控機床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置〔CNC〕、伺服驅(qū)動及位置檢測、輔助控制裝置、機床本體等幾局部組成。數(shù)控機床的床體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機床在整體布局、外不雅造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的布局以及操作機構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充實闡揚數(shù)控機床的特點。5、數(shù)控車床的布局特點與傳統(tǒng)車床比擬，數(shù)控車床的布局有以下特點：5.1、 由于數(shù)控車床刀架的兩個標(biāo)的目的運動別離由兩臺伺服電動機驅(qū)動，所以它的傳動鏈短。不必使用掛輪、光杠等傳動部件，用伺服電動機直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動刀架運動。伺服電動機絲杠間也可以用同步皮帶副或齒輪副聯(lián)結(jié)。5.2、 多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進行變速。為擴大變速范圍，此刻一般還要通過一級齒輪副，以實現(xiàn)分段無級調(diào)速，即使這樣，床頭箱內(nèi)的布局已比傳統(tǒng)車床簡單得多。數(shù)控車床的另一個布局特點是剛度大，這是為了與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便適應(yīng)高精度的加工。5.3、 數(shù)控車床的第三個布局特點是輕拖動。刀架移動一般采用滾珠絲杠副。滾珠絲杠副是數(shù)控車床的關(guān)鍵機械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動軸承是專用鈾承，它的壓力角比常用的向心推力球輛承要大得多。這種專用軸承配對安裝，是選配的，最好在軸承出廠時就是成對的。5.4、 為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比擬充實，大局部采用油霧自動潤滑。5.5、 由于數(shù)控機床的價格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動導(dǎo)軌也要求耐磨性好。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機床精度保持的時間就比擬長，其使用壽命也可耽誤許多。5.6、 數(shù)控車床還具有加工冷卻充實、防護較嚴(yán)密等特點，自動運轉(zhuǎn)時一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。

5.7、數(shù)控車床一般還配有自動排屑裝置。6、數(shù)控機床選擇首先應(yīng)按照被加工工件的尺寸，技術(shù)要求進行工藝闡發(fā)，按照工件加工數(shù)量并考慮工件加工各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，合理選用數(shù)控機床。假設(shè)被加工件是圓柱形，圓錐形，各種成型回轉(zhuǎn)外表，螺紋以及各種盤類工件并進行鉆、擴、鏜孔加工，可選用MJ-520數(shù)控車床及FANUC-OTE系統(tǒng)。、MJ-520數(shù)控車床〔FANUC-OTE系統(tǒng)）的組成及操作MJ-520數(shù)控車床由濟南第一機床廠出產(chǎn)，配置FANUC-0TE系統(tǒng)，是一種全功能型的數(shù)控車床。MJ520型數(shù)控車床的外形圖。MJ520型數(shù)控車床的外形圖。Ir知曲殲搗［一對戸性廠主學(xué)乍滋4一生轉(zhuǎn)艄0—對刀侵K暫iD-tfiFt^而柜］w6.1.1、 主傳動系統(tǒng) I?玄一墮屋1—精檯34—數(shù)控車床主運動要求速度在必然范圍內(nèi)可調(diào)，有足夠的驅(qū)動功率，主軸回轉(zhuǎn)軸心線的位置準(zhǔn)確不變，并有足夠的剛性與抗振性。6.1.2、 進給傳動系統(tǒng)數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)是用數(shù)字控制X、Z坐標(biāo)軸的直接對象，工件最后的尺寸精度和輪廓精度都直接受進給運動的傳動精度、靈敏度和不變性的影響。為此，數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)應(yīng)充實注意減少摩擦力，提高傳動精度和剛度，消除傳動間隙以及減少運動件的慣量等。為使全功能型數(shù)控車床進給傳動系統(tǒng)要求高精度、快速響應(yīng)、低速大轉(zhuǎn)矩，一般采用交、直流伺服進給驅(qū)動裝置，通過滾珠絲杠螺母副帶動刀架移動。刀架的快速移動和進給移動為同一條傳動路線。6.1.3、自動回轉(zhuǎn)刀架

數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成局部，其布局直接影響機床的切削性能和工作效率?；剞D(zhuǎn)式刀架上回轉(zhuǎn)頭各刀座用于安裝或撐持各種不同用途的刀具，通過回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)、分度和定位，實現(xiàn)機床的自動換刀?；剞D(zhuǎn)刀架分度準(zhǔn)確，定位可靠，重復(fù)定位精度高，轉(zhuǎn)位速度快，夾緊性好，可以包管數(shù)控車床的高精度和高效率。按照回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)軸相對于機床主軸的位置，可分為立式和臥式回轉(zhuǎn)刀架。6.2、 MJ—520數(shù)控車床的主要功能、主要用來加工軸類零件的表里圓柱面、圓錐面、螺紋外表、成型回轉(zhuǎn)體外表。對于盤類零件可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔等加工。機床還可以完成車端面、切槽、倒角等加工。6.2.2、 車床加工工件的毛坯多為圓棒料或鑄鍛件，加工余量較大，一個外表需要進行屢次反復(fù)的加工。如果對每個加工循環(huán)都編寫假設(shè)干個程序段就要大大增加編程的工作量。因此，為了簡化編程，機床的數(shù)控系統(tǒng)中備有車外圓、車端面、車螺紋等不同形式的循環(huán)功能。6.2.3、 在一個程序段中可以采用絕對值編程，也可以采用增量值編程，還可以采用絕對值編程與增量值編程的混合編程。6.2.4、 在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中，都有刀具的抵償功能。刀具的抵償功能為編程提供了便利。在加工過程中，對刀具位置的變化、刀具幾何形狀的變化、刀尖的圓弧半徑，編程人員可以按照工件的實際輪廓編制程序，無需改變程序，只要將變化的尺寸或圓弧半徑輸入到存儲器中，刀具便能自動抵償。6.2.5、 為了提高機床徑向尺寸加工精度，數(shù)控系統(tǒng)X向的脈沖當(dāng)量取Z向脈沖當(dāng)量的半。6.3、機床的主要參數(shù)：允許最大工件回轉(zhuǎn)直徑500mm310m650m310m650m最大切削直徑最大切削長度主軸轉(zhuǎn)數(shù)范圍35?3500r/min〔持續(xù)無級〕此中恒扭距范圍35?437r/min此中恒功率范圍437?3500r/min拉管通孔直徑拉管通孔直徑刀架有效行程快速移動速度安裝刀具數(shù)刀具規(guī)格選刀方式分度時間尾座套筒直徑尾座套筒行程主軸交流伺服電動機進給交流伺服電動機機床外形尺寸〔長X寬X高〕6.4、數(shù)控系統(tǒng)的操作面板65mmX軸：182mmZ軸：675mmX軸：10m/minZ軸：15m/min10把車刀25mX25mm；鏜刀?12mm??45m刀盤就近轉(zhuǎn)位單步：s；180°：90m130m持續(xù)11kW；30min超載15kWX軸:0.9kW;Z軸：2995mX1667mX1796m申DigY□◎WNCHnillMoIHNDl.h\WEOwd剜€(iOCantu&rr$町刊/*皿0?I?<1HAFTJWERJUBF:Fr'HTo\ ■MAKDI.E.XMDJXl-xZjEsJStJ.SniQCi蕊MJ-520機床操作面板■ 2—加監(jiān)鋼甘戲朮A手毎廉沖呆生詁乂?甫如並和5-也運和I咲6-璉繪鋁出疑井町t丁一JUI咅擇尊井并戔r柵儷卩-砒跚ii業(yè)坤麗IL】-甌喪miZlt記錄昶日碼鈾棧葉時財冊耕時-曬孵料瓊1尸財燈戸關(guān)「-軸胡胃API嗣寶刊曠橢辭廣卅姜叵行幘22-affftftOX：2J—汕》爲(wèi)和汨氓卻一帶II體」制優(yōu)卅-方戊齒鼻收哺il償專一憐龍郵||■宦郴丁?“段対粘;用刃一川&陽収I：,"卯.H Ji-StRHi卜坦邑域、店羅㈡6.5、數(shù)控系統(tǒng)的主要技術(shù)規(guī)格:機床配置的FANUC-0TE系統(tǒng)的主要技術(shù)規(guī)格見表一1表一1 FANUC-0TE系統(tǒng)底子規(guī)格

序號名稱規(guī)格1控制軸數(shù)X軸、Z軸，手動方式冋時僅軸2最小設(shè)定單元X軸、Z軸1mm3最小移動單元X軸05mm0.00005inZ軸0.0001in4最大編程尺寸±9mm±9999.999in5定位執(zhí)行GOO指令時機床快速運動并減速遏制在終點6直線插補G017全象限圓弧插補G02（順圓），G03（逆圓）8快速倍率L0W,25%,50%,100%9手搖輪持續(xù)進給每次僅軸10切削進給率G98指令每分鐘進給量（m/min）G99指令每轉(zhuǎn)進給量（m/r）11進給倍率從0?150%范圍內(nèi)以10%遞增12自動加/減速快速移動時依比例加/減速，切削時依指數(shù)加/減速13暫停G04(0?9999.999s)14空運行空運仃時為持續(xù)進給15進給保持在自動運行狀態(tài)下暫停X軸、Z軸進給，按程序啟動按鈕可以恢復(fù)自動運行16主軸速度命令主軸轉(zhuǎn)速由地址S和4位數(shù)字指令指定17刀具功能由地址T和2位數(shù)刀具編號+2位數(shù)刀具抵償號組成18輔助功能由地址M和兩位數(shù)字組成，每個程序段只能指令一個M碼19坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定G5020絕對值/增量值混合編程絕對值編程和增量值編程可在同一程序段中使用21程序號O+4位數(shù)字（EIA尺度），：+4位數(shù)字（ISO尺度）22序列號查找使用MDI和CRT查找程序中的挨次號23程序號查找使用MDI和CRT查找0或（:）后面4位數(shù)字的程序號

24讀出器/穿孔機接口PPR便攜式紙帶讀出器25紙帶讀出器250字符/s(50Hz),300字符/s(60Hz)26紙帶代碼EIA(RS-244A),IS0(R-40)27程序跳段將機床上該功能開關(guān)置于“ON〃位置時，跳過程序中帶“/〃的程序段28單步程序執(zhí)行使程序段段的執(zhí)仃29程序庇護存儲器內(nèi)的程序不克不及點竄30工作程序的存儲和編纂80m/264ft31可存放程序63個32緊急遏制按下緊急遏制按鈕,所有指令遏制，機床也遏制運動33機床鎖定僅滑板不克不及移動34可編程控制器PMC-L型35顯示語言英文36環(huán)境條件環(huán)境溫度:運行0?45°C;運輸和保管一20?60°C相對濕度:低于75%7、編程要點7.1、坐標(biāo)系的設(shè)定工件安裝在卡盤上，機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系一般是不重合的。為了便于編程，必需首先設(shè)定工作坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系不重合。1、機床坐標(biāo)系。MJ-50數(shù)控機床的機床坐標(biāo)系及機床參考點與機床原點的相對位置如下列圖。數(shù)控機床開機時，必需先確定機床參考點，只有機床參考點確定以后，車刀移動有依據(jù)，不然，不僅編程無基準(zhǔn)，還會發(fā)生碰撞變亂。機床參考點的位置由設(shè)置在機床X向.，Z向滑板上的擋塊通過行程開關(guān)來確定。當(dāng)?shù)都芊祷貦C床參考點時，裝在X向和Z向滑板上的兩擋塊別離壓下對應(yīng)的開關(guān)，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號，遏制滑板運動，即完成了返回機床參考點的操作。在機床通電之后，刀架返回參考點之前，不管刀架處于什么位置，此時CRT屏幕上顯示的X,Z坐標(biāo)值均為0。當(dāng)完成了返回機床參考點的操作后，CRT屏幕上當(dāng)即顯示出刀架中心在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，即成立機床坐標(biāo)系。機床參考點在以下三種情況下必需設(shè)定:（1） 機床關(guān)機以后從頭接通電源開關(guān)。（2） 機床解除急停狀態(tài)。（3） 機床解除超程報警信號。在以上三種情況下，數(shù)控系統(tǒng)掉去對機床參考點的記憶，以此必需進行返回機床參考點的操作。2、工作坐標(biāo)系的設(shè)定。當(dāng)采用絕對值編程時，必需首先設(shè)定工作坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系與機床坐標(biāo)系不重合。工作坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而成立的坐標(biāo)系，是在編程時使用的，工作坐標(biāo)系的原點就是工作原點，是報酬設(shè)置的。數(shù)控車床工作原點一般設(shè)在主軸中心線與工件左端面或右端面的交點處。

設(shè)定工件坐標(biāo)系就是以工件原點為坐標(biāo)原點，確定刀具起始點的坐標(biāo)值。工件坐標(biāo)系設(shè)定后，CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對于工件原點的坐標(biāo)系。編程時，工件各尺寸的坐標(biāo)值是相對于工件原點而言的，因此，數(shù)控車床的工件原點又是程序原點。工件原點設(shè)定在工件左端面的中心還是右端面的中心，主要是考慮工件圖樣上的尺寸能夠便利地換算成坐標(biāo)值，以便與編程。車床刀架的換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時地點的位置。換刀點是任意一點，可以和刀具起始點重合。它的設(shè)定原則是：刀架轉(zhuǎn)位時不碰撞工件和機床上其他部件。換刀點的坐標(biāo)值一般用實測的方法來設(shè)定。8、FANUC系統(tǒng)編程及加工□CT耶荷畀加嚴(yán)元sIillimxLTKtlti! □CT耶荷畀加嚴(yán)元sIillimxLTKtlti! 感IE慚人避[BElQOQ[Q『刮Q33LJriRSUH□FANUC系統(tǒng)操作面板8?1、數(shù)控車床編程加工方案確定確定加工方案的原則加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機床的加工方案包羅制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復(fù)雜多樣，出格是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應(yīng)該進行具體闡發(fā)和區(qū)別對待，靈活處置。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而到達質(zhì)量優(yōu)、效率高和本錢低的目的。制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處置。1.1先粗后精為了提高出產(chǎn)效率并包管零件的精加工質(zhì)量,在切削加工時，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。當(dāng)粗加工工序安排完后，應(yīng)接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。此中，安排半精加工的目的是，當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀持續(xù)加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮安妥，盡量不要在持續(xù)的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力俄然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上發(fā)生外表劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。1.2先近后遠這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，出格是在粗加工時，通常安排離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削加工，先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。1.3先內(nèi)后外對既要加工表里表（內(nèi)型、腔），又要加工外外表的零件，在制定其加工方案時，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外外表。這是因為控制表里表的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應(yīng)較差，刀尖（刃）的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中去除切屑較困難等。1.4走刀路線最短確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線底子上都是沿其零件輪廓挨次進行的。走刀路線泛指刀具從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序所顛末的路徑，包羅切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。在包管加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構(gòu)滑動部件的磨損等。優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應(yīng)長于闡發(fā)，必要時可輔以一些簡單計算。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采納靈活可變的方案。如有的工件就必需先精加工后粗加工，才能包管其加工精度與質(zhì)量。這些都有賴于編程者實際加工經(jīng)驗的不竭堆集與學(xué)習(xí)。8.2、加工路線與加工余量的關(guān)系在數(shù)控車床還未到達普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過多的余量，出格是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必需用數(shù)控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^多的部位先作必然的切削加工。對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線。8.3、車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速數(shù)控車床加工螺紋時，因其傳動鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能包管主軸每轉(zhuǎn)一周時，刀具沿主進給軸（多為Z軸）標(biāo)的目的位移一個螺距即可，不該受到限制。但數(shù)控車床加工螺紋時，會受到以下幾方面的影響：8?3?1、螺紋加工程序段中指令的螺距（導(dǎo)程）值，相當(dāng)于以進給量〔mm/r〕暗示的進給速度F，如果將機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進給速度（mm/min）則必定大大超過正常值；8?3?2、刀具在其位移的始/終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束，由于升/降頻特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動發(fā)生出的“超前〞和“滯后〞而導(dǎo)致局部螺牙的螺距不符合要求；8?3?3、車削螺紋必需通過主軸的同步運行功能而實現(xiàn)，即車削螺紋需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器）。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，通過編碼器發(fā)出的定位脈沖（即主軸每轉(zhuǎn)一周時所發(fā)出的一個基準(zhǔn)脈沖信號）將可能因“過沖〞（出格是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)按時）而導(dǎo)致工件螺紋發(fā)生亂扣。因此，車螺紋時，主軸轉(zhuǎn)速確實定應(yīng)遵循以下幾個原則：在包管出產(chǎn)效率和正常切削的情況下，宜選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速；當(dāng)螺紋加工程序段中的導(dǎo)入長度61和切出長度62考慮比擬充裕，即螺紋進給距離超過圖樣上規(guī)定螺紋的長度較大時，可選擇適當(dāng)高一些的主軸轉(zhuǎn)速；當(dāng)編碼器所規(guī)定的允許工作轉(zhuǎn)速超過機床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速時，則可選擇盡量高一些的主軸轉(zhuǎn)速；4?通常情況下，車螺紋時的主軸轉(zhuǎn)速（n螺）應(yīng)按其機床或數(shù)控系統(tǒng)說明書中規(guī)定的計算式進行確定，其計算式多為：n螺Wn允/L（r/min）式中n允一編碼器允許的最高工作轉(zhuǎn)速（r/min）；L一工件螺紋的螺距（或?qū)С蹋琺m）。8.4、數(shù)控車床的編程特點8.4.1、 在一個程序段中，按照圖樣上標(biāo)注的尺寸，可以采用絕對值編程、增量值編程或二者混合編程。8.4.2、 由于被加工零件的徑向尺寸在圖樣上和測量時，都是以直徑值暗示。所以直徑標(biāo)的目的用絕對值編程時，X以直徑值暗示，用增量值編程時，以徑向?qū)嶋H位移量的二倍值暗示，并附上標(biāo)的目的符號（正向可以省略）。8.4.3、為提高工件的徑向尺寸精度，X向的脈沖當(dāng)量取Z向的一半。8.4.4、由于車削加工常用棒料或鍛料作為毛坯，加工余量較大，所以為簡化編程，數(shù)控裝置常具備不同形式的固定循環(huán)，可進行屢次重復(fù)循環(huán)切削。8.4.5、編程時，常認為車刀刀尖是一個點，而實際上為了提高刀具壽命和工件外

表質(zhì)量，車刀刀尖常磨成一個半徑不大的圓弧，因此為提高工件的加工精度，當(dāng)編制圓

頭刀程序時，需要對刀具半徑進行抵償。大大都數(shù)控車床都具有刀具半徑自動抵償功能

（G41、G42）這類數(shù)控車床可直接按工件輪廓尺寸編程。對不具備刀具半徑自動抵償功能

的數(shù)控車床，編程時，需先計算抵償量。表—02準(zhǔn)備功能序號代碼組別功能1G0001快速定位2G0101直線插補3G0201圓弧插補順時針4G0301圓弧插補逆時針5G0400暫停6G1000數(shù)據(jù)設(shè)定7G2006英制輸入8G2106米制輸入9G2508主軸速度波動檢測斷10G2608主軸速度波動檢測通11G2700參考點返回查抄12G2800參考點返回13G3201螺紋切削14G4007打消刀尖半徑抵償15G4107刀尖半徑左抵償16G4207刀尖半徑右抵償17G5000坐標(biāo)系設(shè)定，主軸最大速度設(shè)定18G6500調(diào)用宏指令

19G7000精車循環(huán)20G7100外圓粗車循環(huán)21G7200端面粗車循環(huán)22G7300固定形狀粗車循環(huán)23G7400端面鉆孔循環(huán)24G7500外圓車槽循環(huán)25G7600多頭螺紋循環(huán)26G9001外圓切削循環(huán)27G9201螺紋切削循環(huán)28G9401端面切削循環(huán)29G96主軸橫線速控制30G97打消主軸橫線速控制31G98每分鐘進給32G99每轉(zhuǎn)進給表—03輔助功能序號代碼功能1M00程序遏制2M01選擇遏制3M02程序結(jié)束4M03主軸正轉(zhuǎn)5M04主軸反轉(zhuǎn)6M05主軸遏制7M08冷卻液開8M09冷卻液關(guān)9M23切削螺紋10M24切削螺紋不倒角11M25誤差檢測12M26誤差檢測打消

13M30復(fù)位并返回程序開始14M98調(diào)用子程序15M99返回主程序9、零件工藝闡發(fā)軸類工件的毛坯有鑄件，鍛件和圓棒料，最常見的是圓棒料。粗加工時，按照圖樣尺寸，盡可能先將其車成階臺軸，再用適當(dāng)?shù)姆椒ūM快去除余量較大的局部〔如圓弧局部，圓錐局部〕，并采納大切削深度，大走刀量，適當(dāng)?shù)那邢魉俣瓤焖偃コ嗔?。精車余量?yīng)視情況別離拔取，一般有熱處置要求或較長的工件，余量應(yīng)在2?3mm，假設(shè)只是一次安裝，余量應(yīng)在0.5?1mm之間。表—04切削用量加工內(nèi)容主軸轉(zhuǎn)速S進給速度F(mm/r)(r/min)(m/min)粗車2800150精車2800150切槽80080切螺紋(牙深K=2.598)8001.2?S05O+O.O5:S05O+O.O5:本設(shè)計所要加工的零件圖9.1、工藝毛坯為直徑60mm的棒料。該零件需要加工的有外圓、外槽、螺紋和圓弧，外形布局較復(fù)雜，圓弧連接較多，加工時注意刀具的選擇，分粗加工、精加工兩道工序完成加工，夾緊方式采用通用三爪卡盤。按照零件的尺寸標(biāo)注特點及基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，編程原點選擇零件右端點的中心。該工件的大外圓直徑56m需要加工，所以采用預(yù)設(shè)工藝夾頭裝夾的方法，一夾一頂車削工件。9?1?1、確定工件的裝夾方式及加工工藝路線以工件左端面及工藝夾頭為安裝基準(zhǔn)，夾于車床卡盤上，以零件的左端面中心為工件坐標(biāo)系原點。該工件加工工藝路線為：1、 粗加工工藝路線粗車外圓各局部，留精車余量。2、 精加工工藝路線精車右端面——精車螺紋外圓——精車?26外圓——精車錐面——精車?36外圓——精車R25圓弧——精車SG50圓弧——精車R15圓弧——精車?34外圓——精車錐面一一精車?56外圓。車M30X1.5螺紋。9.1.2、刀具選擇按照加工要求，選外圓粗、精車刀和螺紋車刀各一把。此中1號刀為外圓粗車刀。2號刀為外圓精車刀，3號刀為螺紋車刀。注意選擇換刀點以刀具不碰到工件為原則。9.1.3、 填寫加工工藝卡片各工序所用刀具及切削用量見表

加工工藝卡片機械加工工藝卡產(chǎn)品名稱圏號零件部件共I共頁才料種:1材料成分毛坯尺廠I序I種I歩工序為容一車間一校備工具實具量具1夬住毛坯外園校正MT-520三八1車端面，豐平即可2鉆62?5A型中心鉆序2?5A型中心鉆2一端夾牢一端頂色WT-520三爪，頂針1粗車夕'圓至①58至卡爪90度偏2粗蘭外圓至宙莊至端E1001IM加度倫3粗車外園①整至端血45皿9Q度偏4粗車外園◎撫至端面血M加度偏S車外匱1o-0至端獅暁離①4矽卜圓50go度偏3熱調(diào)質(zhì)4夾-生外圓◎駆找正卡緊1車端面，車平即可45度偏刀2鉆①2.5B型中心鉆①2.5B型中心鉆3精車①陽上偏差6下偏差-0.03距離90度直甬刀4端面1D3O5精車①36,上偏差6下偏差t)?Q25距離9曠直角端面⑷M5精車①貢距離端面2皿90度直角7切中那圓坯稽保證5皿長度恥精切①死至4頁上偏差0,*洞差-0.02590度直角斜面9胃車園弧面卍E保證最小直涇為◎貢及端面距離因MN10||』呱囹股亍呆證耳R1E匾弧面過渡11遍孤①5遍球與厭圓弧過愷且耶1遍弧過渡12精車EWie^^eoI%過渡且聊刀與中弘上偏差「下偏垃工％相切13椿車O?4上偏差D,下偏差-0.03切刀保證點度為5冊14惰車斜面吧度偏刀①34上偏差0,7計扁差0.03-5①宛上偏差6下偏差D.0-15fflfi抽5度45度偏刀16車螺紋1^30*3/2甥紋刀塞規(guī)9.2、加工程序N10M03T0101S400；N02G00X60.0Z10.0；粗車復(fù)合固定循N30G73P40Q170I30.0K9.0D7U1.0W1.粗車復(fù)合固定循環(huán)；倒角起點；倒角； 精車螺紋外圓；倒角; 精車?26外圓N100 ； 精車錐面； 精車?36外圓；精車R25圓弧N130G03X21.15Z-9；精車S?50圓弧N140G02X33.99Z-108.0R1；精車R15圓弧精車?34外圓;精車錐面;精車?56外圓退刀N190T0202S800；換精車刀N200G70P70Q200；精車循環(huán)N210G00X100.0Z50.0M09；退刀N220T0303S400；換螺紋車刀加工螺紋N280G00X100.0Z100.0T0300；退刀N290M05；N300M30；程序10、數(shù)控車床開展趨勢——智能化數(shù)控系統(tǒng)10.1、國表里數(shù)控系統(tǒng)開展概況隨著計算機技術(shù)的高速開展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了底子性變化，各工業(yè)興旺國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處置、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。持久以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系布局，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反應(yīng)控制環(huán)節(jié)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下按照外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反應(yīng)控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)物加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系布局，限制了CNC向多變量智能化控制開展。因此，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，對數(shù)控技術(shù)實行變化勢在必行。10.2、數(shù)控技術(shù)開展趨勢10.2.1、 性能開展標(biāo)的目的高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采納了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效辦法，機床的高速高精高效化已大大提高。柔性化包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同出產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進步履態(tài)調(diào)整，從而最大限度地闡揚群控系統(tǒng)的效能。工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能標(biāo)的目的開展。數(shù)控機床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種辦法，完成多工序、多外表的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。10.2.2、 功能開展標(biāo)的目的用戶界面圖形化用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的局部之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地便利了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同標(biāo)的目的的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)?？茖W(xué)計算可視化科學(xué)計算可視化可用于高效處置數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙設(shè)計、